Hai chu trình carbon và nitơ có ý nghĩa quyết định cho sự sông của sinh vật trên trái đất. Cả hai chu trình này, vi sinh vật đều đóng vai trò làm thối rữa các động thực vật – “hoàn vũ động thực vật”; và nhờ vậy, các chất hữu cơ của sinh vật được hoàn trả lại cho đất, cung cấp dinh dưỡng cho thực vật và tiếp đó là động vật, để sự sống tiếp diễn không ngừng.
Trong đất còn có một số vi sinh vật có khả năng cố định đạm vô cơ thành đạm hữu cơ và một số vi sinh vật có khả năng quang hợp. Tất cả các khả năng này đều làm giàu dinh dưỡng cho đất.
Trên da và trong các khoang của cơ thể có khá nhiều loại vi sinh vật ký sinh. Chúng tạo nên với cơ thể mối quan hệ sinh thái và có tác dụng chống lại các vi sinh vật gây bệnh “xâm lược”. Do các vi sinh vật ký sinh đã chiếm được các receptor trên cơ thể, làm cho các vi sinh vật gây bệnh không có chỗ bám để gây bệnh. Trong số vi sinh vật ký sinh, cũng có một số vi sinh vật gây bệnh cơ hội. E. coli sống rất nhiều ở đại tràng có tác dụng phân huỷ thức ăn và sản sinh ra sinh tố cho cơ thể, nhưng càng ngày vi khuẩn này càng được chứng minh là căn nguyên của nhiều loại bệnh trong và ngoài đường tiêu hóa.
Các vi khuẩn đều sinh ra các chất có tác dụng kháng khuẩn để làm vũ khí đấu tranh sinh tồn. Một sô” những chất này đã được dùng làm thuốc kháng sinh điều trị chống nhiễm khuẩn. Một số nấm và tảo cũng có khả năng này. Ngày nay, bên cạnh các kháng sinh có nguồn gốc từ các vi sinh vật, còn có nhiều kháng sinh tổng hợp và bán tổng hợp.
Các vi sinh vật được dùng làm nguyên liệu để sản xuất vacxin và huyết thanh miễn dịch là những sản phẩm sinh học rất quan trọng được dùng trong phòng và điều trị các bệnh nhiễm vi sinh vật.
Từ cổ xưa, khi con người chưa biết về vi sinh vật, nhưng họ đã biết muối cà, tương, mắm, dưa, rượu, bia, men bánh mì, nem chua… Gần như tất cả các sản phẩm này đều cần có quá trình lên men của vi sinh vật.
Công nghệ sinh học đã và sẽ đưa lại cho con người nhiều lợi ích và là một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật rất lớn được thế giới đặt ra cho thế kỷ XXI. Vi sinh vật là một công cụ được sử dụng nhiều trong công nghệ sinh học.
Vi sinh vật cũng là mô hình để nghiên cứu về di truyền phân tử, về hóa sinh học… Vì vi sinh vật có số lượng gen ít, phát triển nhanh và kích thuốc rất nhỏ bé, nên dễ dàng cho sự nghiên cứu và thực nghiệm.
